聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)中的同步概念
[導(dǎo)讀]數(shù)據(jù)鏈Link-16用于在作戰(zhàn)部隊(duì)之間交換實(shí)時(shí)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)。相比于Link-11和Link-4A在系統(tǒng)上做了很大改進(jìn)，如無核心節(jié)點(diǎn)、抗干擾、通信的靈活性、傳輸與數(shù)據(jù)安全分離、增加參與者數(shù)量、增加數(shù)據(jù)容量、網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航特性和保密話音。?Link-16使用聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)，...
數(shù)據(jù)鏈Link-16用于在作戰(zhàn)部隊(duì)之間交換實(shí)時(shí)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)。相比于Link-11和Link-4A在系統(tǒng)上做了很大改進(jìn)， 如無核心節(jié)點(diǎn)、抗干擾、通信的靈活性、傳輸與數(shù)據(jù)安全分離、增加 參與者數(shù)量、增加數(shù)據(jù)容量、網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航特性和保密話音。
Link-16使用聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)，包括 2 類終端軟件、硬件、射頻設(shè)備以及所產(chǎn)生的大容量、保密、抗干擾波形。JTIDS基本型使用時(shí)分多址(TDMA)，信號(hào)為擴(kuò)頻信號(hào)，在TDMA中使用了兩種擴(kuò)頻方式：直序擴(kuò)頻和跳頻。JTIDS TDMA的每個(gè)時(shí)隙的發(fā)射脈沖為129 個(gè)，其中前20個(gè)為同步段，其余 109個(gè)為數(shù)據(jù)段。
在同步段和數(shù)據(jù)段，用作脈沖調(diào)制信號(hào)的偽隨機(jī)序列段是不相同的。同步段中所選用的偽隨機(jī)序列段可以是從所有可能的32位二進(jìn)制基碼排列空間中偽隨機(jī)選出，也可以是從上述空間中的有很好的自相關(guān)函數(shù)的集合中偽隨機(jī)選出，也可以是兩種方法結(jié)合而成。
究竟作何選擇則取決于是用在粗同步還是精同步以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的抗有源干擾和抗欺騙干擾的要求。上面所謂的自相關(guān)函數(shù)好不好，指其單峰和旁瓣的關(guān)系而言。
每個(gè)時(shí)隙的粗同步段只能選用8種偽隨機(jī)序列段，與之相應(yīng)，需要有8個(gè)接收通道。時(shí)隙不同，選用的偽隨機(jī)序列段也不同。數(shù)據(jù)段所使用的作為脈沖調(diào)制信號(hào)的偽隨機(jī)序列段是由31位的m序列擴(kuò)展1位基碼后構(gòu)成的M序列。
由于這些偽隨機(jī)序列段之間為周期移位關(guān)系，分別代表相應(yīng)的數(shù)椐，移位位置由信息源決定，因此不是偽隨機(jī)選擇的。這種M序列的特點(diǎn)是各周期移位序列之間互相關(guān)函數(shù)很好，是正交的。
JTIDS 的用戶端機(jī)在接收到信號(hào)之后，便送到信號(hào)檢測(cè)器（數(shù)字濾波器）對(duì)同步段的脈沖調(diào)制信號(hào)進(jìn)行檢驗(yàn)，以決定接受或不接受這一串信號(hào)。由于同步段和數(shù)椐段采用了不同種類的偽隨機(jī)序列，因此要利用不同的檢測(cè)器。檢測(cè)器可以采用最大似然判據(jù)，作32次比較，也可用門限檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)，比如雙字長(zhǎng)的聲表面波濾波器。
在 JTIDS 中有兩種同步概念。
一種為網(wǎng)同步，即前面所說的每個(gè)成員的時(shí)鐘均要與作為基準(zhǔn)的時(shí)鐘對(duì)齊，從而形成系統(tǒng)時(shí)，這樣每個(gè) 時(shí)隙的起始和終止時(shí)間是統(tǒng)一的，每一發(fā)射成員的信號(hào)發(fā)射時(shí)刻均從 時(shí)隙開始時(shí)刻起算。
另一種同步為信息同步，同步段的功能在于實(shí)現(xiàn)信息同步。在JTIDS成員的接收機(jī)中，利用所接收到的信號(hào)中的 16 個(gè)粗同步脈沖，產(chǎn)生一個(gè)誤差不超過 0.2us 的定時(shí)信號(hào)，再利用4個(gè)精同步脈沖，使定時(shí)信號(hào)的抖動(dòng)下降至±20ns（lσ為 10ns）。
在 JTIDS 成員接收機(jī)中，所接收到的信號(hào)的同步段產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)真正標(biāo)記了信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻。它有兩種用途，第一是用作數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)檢測(cè)。因?yàn)榻邮盏降纳漕l脈沖經(jīng)信號(hào)檢測(cè)器之后直接變?yōu)橐曨l尖峰脈沖，在數(shù)據(jù)段，尖峰的位置是與M序列的移位位置相對(duì)應(yīng)的，有了定時(shí)信號(hào)才能判定尖峰的位置，即判定M序列的移位位置，即判定所代表的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，從而將數(shù)據(jù)檢測(cè)出來。
定時(shí)信號(hào)的另一種重要用途是作導(dǎo)航。由于JTIDS所有的系統(tǒng)成員均在規(guī)定給它們的時(shí)隙中嚴(yán)格地與系統(tǒng)時(shí)作同步發(fā)射，因此系統(tǒng)其它成員根據(jù)接收信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻便可算出其與發(fā)射成員的相對(duì)距離。這便是到達(dá)時(shí)間測(cè)量技術(shù)，簡(jiǎn)稱TOA技術(shù)。這種技術(shù)是JTIDS導(dǎo)航功能的基礎(chǔ)之一。
由此可見，由同步段產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)對(duì)于JTTDS系統(tǒng)的工作來說十分重要。在信號(hào)相關(guān)處理時(shí)，在整個(gè)偽隨機(jī)序列段中只在一個(gè)點(diǎn)上才發(fā)生信號(hào)自相關(guān)，而這個(gè)點(diǎn)以一個(gè)基碼的寬度增量跳變。
這樣，由于JTIDS信號(hào)使用的偽隨機(jī)碼基碼率為 5Mbit，使其固有分辨力不低于±100ns（相當(dāng)于距離±33m）。當(dāng)然還可進(jìn)一步使分辨力提高，使分辨率達(dá)到基碼寬度的幾分之一，比如休斯公司達(dá)到的分辨力為±4m。
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Link-16使用聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)，包括 2 類終端軟件、硬件、射頻設(shè)備以及所產(chǎn)生的大容量、保密、抗干擾波形。JTIDS基本型使用時(shí)分多址(TDMA)，信號(hào)為擴(kuò)頻信號(hào)，在TDMA中使用了兩種擴(kuò)頻方式：直序擴(kuò)頻和跳頻。JTIDS TDMA的每個(gè)時(shí)隙的發(fā)射脈沖為129 個(gè)，其中前20個(gè)為同步段，其余 109個(gè)為數(shù)據(jù)段。
在同步段和數(shù)據(jù)段，用作脈沖調(diào)制信號(hào)的偽隨機(jī)序列段是不相同的。同步段中所選用的偽隨機(jī)序列段可以是從所有可能的32位二進(jìn)制基碼排列空間中偽隨機(jī)選出，也可以是從上述空間中的有很好的自相關(guān)函數(shù)的集合中偽隨機(jī)選出，也可以是兩種方法結(jié)合而成。
究竟作何選擇則取決于是用在粗同步還是精同步以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的抗有源干擾和抗欺騙干擾的要求。上面所謂的自相關(guān)函數(shù)好不好，指其單峰和旁瓣的關(guān)系而言。
每個(gè)時(shí)隙的粗同步段只能選用8種偽隨機(jī)序列段，與之相應(yīng)，需要有8個(gè)接收通道。時(shí)隙不同，選用的偽隨機(jī)序列段也不同。數(shù)據(jù)段所使用的作為脈沖調(diào)制信號(hào)的偽隨機(jī)序列段是由31位的m序列擴(kuò)展1位基碼后構(gòu)成的M序列。
由于這些偽隨機(jī)序列段之間為周期移位關(guān)系，分別代表相應(yīng)的數(shù)椐，移位位置由信息源決定，因此不是偽隨機(jī)選擇的。這種M序列的特點(diǎn)是各周期移位序列之間互相關(guān)函數(shù)很好，是正交的。
JTIDS 的用戶端機(jī)在接收到信號(hào)之后，便送到信號(hào)檢測(cè)器（數(shù)字濾波器）對(duì)同步段的脈沖調(diào)制信號(hào)進(jìn)行檢驗(yàn)，以決定接受或不接受這一串信號(hào)。由于同步段和數(shù)椐段采用了不同種類的偽隨機(jī)序列，因此要利用不同的檢測(cè)器。檢測(cè)器可以采用最大似然判據(jù)，作32次比較，也可用門限檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)，比如雙字長(zhǎng)的聲表面波濾波器。
在 JTIDS 中有兩種同步概念。
一種為網(wǎng)同步，即前面所說的每個(gè)成員的時(shí)鐘均要與作為基準(zhǔn)的時(shí)鐘對(duì)齊，從而形成系統(tǒng)時(shí)，這樣每個(gè) 時(shí)隙的起始和終止時(shí)間是統(tǒng)一的，每一發(fā)射成員的信號(hào)發(fā)射時(shí)刻均從 時(shí)隙開始時(shí)刻起算。
另一種同步為信息同步，同步段的功能在于實(shí)現(xiàn)信息同步。在JTIDS成員的接收機(jī)中，利用所接收到的信號(hào)中的 16 個(gè)粗同步脈沖，產(chǎn)生一個(gè)誤差不超過 0.2us 的定時(shí)信號(hào)，再利用4個(gè)精同步脈沖，使定時(shí)信號(hào)的抖動(dòng)下降至±20ns（lσ為 10ns）。
在 JTIDS 成員接收機(jī)中，所接收到的信號(hào)的同步段產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)真正標(biāo)記了信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻。它有兩種用途，第一是用作數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)檢測(cè)。因?yàn)榻邮盏降纳漕l脈沖經(jīng)信號(hào)檢測(cè)器之后直接變?yōu)橐曨l尖峰脈沖，在數(shù)據(jù)段，尖峰的位置是與M序列的移位位置相對(duì)應(yīng)的，有了定時(shí)信號(hào)才能判定尖峰的位置，即判定M序列的移位位置，即判定所代表的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，從而將數(shù)據(jù)檢測(cè)出來。
定時(shí)信號(hào)的另一種重要用途是作導(dǎo)航。由于JTIDS所有的系統(tǒng)成員均在規(guī)定給它們的時(shí)隙中嚴(yán)格地與系統(tǒng)時(shí)作同步發(fā)射，因此系統(tǒng)其它成員根據(jù)接收信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻便可算出其與發(fā)射成員的相對(duì)距離。這便是到達(dá)時(shí)間測(cè)量技術(shù)，簡(jiǎn)稱TOA技術(shù)。這種技術(shù)是JTIDS導(dǎo)航功能的基礎(chǔ)之一。
由此可見，由同步段產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)對(duì)于JTTDS系統(tǒng)的工作來說十分重要。在信號(hào)相關(guān)處理時(shí)，在整個(gè)偽隨機(jī)序列段中只在一個(gè)點(diǎn)上才發(fā)生信號(hào)自相關(guān)，而這個(gè)點(diǎn)以一個(gè)基碼的寬度增量跳變。
這樣，由于JTIDS信號(hào)使用的偽隨機(jī)碼基碼率為 5Mbit，使其固有分辨力不低于±100ns（相當(dāng)于距離±33m）。當(dāng)然還可進(jìn)一步使分辨力提高，使分辨率達(dá)到基碼寬度的幾分之一，比如休斯公司達(dá)到的分辨力為±4m。
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